Cell:淋巴结受一种独特的具有免疫调节潜能的感觉神经元支配
发布日期:2021-01-07    点击量:454
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2020年12月27日讯/生物谷BIOON/---长期以来,神经系统和免疫系统一直被认为是身体中的独立实体,但是一项新的研究发现了这两者之间的直接细胞相互作用。来自哈佛医学院、布罗德研究所和拉根研究所的研究人员发现,痛觉神经元围绕在小鼠淋巴结周围,可以调节这些淋巴结的活动,而淋巴结是免疫系统的关键部分。相关研究结果近期发表在Cell期刊上,论文标题为“Lymph nodes are innervated by a unique population of sensory neurons with immunomodulatory potential”。

图片来自Cell, 2020, doi:10.1016/j.cell.2020.11.028。


这项新研究揭示了介导神经系统和免疫系统之间交谈的细胞。它还为更多关于神经系统如何调节免疫反应的研究铺平了道路。

论文共同通讯作者、布罗德研究所成员Alex Shalek说,“一旦你开始了解这些系统是如何构成的以及它们进行生物交谈的机制是什么,这就为思考如何合理调节这些相互作用作为一种可能的治疗策略提供了巨大的机会。”

哈佛医学院免疫病理学教授Ulrich von Andrian也是这篇论文的共同通讯作者。von Andrian实验室博士后研究员Siyi Huang是这篇论文的共同第一作者兼共同通讯作者。另一名论文共同第一作者是Shalek 实验室研究生Carly G.K. Ziegler。

阐明淋巴结

之前的研究已指出,神经元和淋巴结之间可能存在联系。在这项新的研究中,这些研究人员使用了多种方法,包括先进的成像、逆行追踪、单细胞RNA测序和光遗传学,绘制了小鼠淋巴结内神经元、免疫细胞和其他类型细胞之间的连接。他们发现,起源于脊髓的一个叫做背根神经节(dorsal root ganglion)的区域的感觉神经元形成了一个网状结构,支配或连接了整个淋巴结的外围。

在背根神经节的数千个感觉细胞中,这些研究人员在单个淋巴结中仅确定了少数促进这种连接的细胞。Ziegler说,“我们好比在大海捞针中发现了20根左右的支配着淋巴结的针头。在一组不同的神经元中识别和挑选出特定的细胞体真地很有挑战性。”

通过使用单细胞RNA测序来分析这些感觉细胞的基因表达,这些研究人员发现这些感觉细胞主要是痛觉神经元。进一步分析发现,这些神经元表达的基因高度多样化,它们表达的突触蛋白和细胞表面分子与支配皮肤的感觉神经元不同,这说明细胞与细胞之间的沟通模式不同。

为了证实这些痛觉神经元是否与淋巴结相互作用,这些研究人员在小鼠体内诱导了人工免疫反应,发现这些神经元作出的反应是在肿大的淋巴结内增加密度。这表明这些神经元能够感知并有效地应对淋巴结中的变化。

这些研究人员还发现,这种沟通是双向的:这些神经元本身可以调节淋巴结内的细胞。他们利用光遗传学激活这些神经元,并观察到淋巴结特定细胞(包括内皮细胞)的基因表达变化。

这一发现表明,这些神经元并不是单纯的旁观者。Ziegler说,“我们发现,它们实际上可以改变淋巴结的很多局部环境,并且似乎特别影响特定的细胞和结构。”

这些研究人员正在继续了解更多关于这些神经元在淋巴结的作用,比如它们与淋巴结相互作用使用的机制,它们是否动员免疫系统的特定部分,如果这些细胞回路缺乏或出现功能失调会发生什么。

这项研究还为科学家们提供了一个框架来剖析身体其他系统之间的联系。Shalek说,“我们开始想办法把来自多个领域的工具箱放在一起。这将帮助我们获得新的生物学见解,了解我们的身体如何作为一个单一的综合系统进行运作。”(生物谷 Bioon.com)

参考资料:

Siyi Huang et al. Lymph nodes are innervated by a unique population of sensory neurons with immunomodulatory potential. Cell, 2020, doi:10.1016/j.cell.2020.11.028.